KR20220031534A - 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치에 관한 것이다. 이는, 소방호스로부터 공급되는 물을 받아들여, 내부통로를 통해 전방으로 분사하는 것으로서, 내부통로를 외부로 개방하는 다수의 흡기구멍을 구비한 분사헤드와; 분사헤드에 내장되고, 물이 분사됨에 의해 발생하는 벤투리현상에 의해, 흡기구멍을 통해 분사헤드 내부로 유입하는 유입 가스를 가이드 하여 물과 혼합되게 하는 가스도입가이더를 구비한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 물의 분사와 동시에 음압을 형성하고 음압을 이용해 주변의 연기, 유독가스를 빨아들여 제거함으로써, 소방관의 시야 확보에 도움을 주며, 유독가스에 의한 피해를 최소화 할 수 있다. 또한, 물을 분사함과 동시에 주변의 연기, 유독가스를 흡기하여 유입된 액체 미립자계 유독가스는 물에 용해 (dissolution), 희석 (dilution)되어 제거되고, 고체 미립자계 그을음, 검댕, 초 미세먼지 등은 물리 흡착 (physical adsorption) 되며, 나머지 질소 (N2) 가스는 물에 혼합된 상태로 화염에 분사되어 화염을 냉각 및 질식소화 시킨다. 가령, 약 78%의 질소가스(Unaffected Nitrogen)와 같은 비활성 가스가 물의 운동에너지를 얻어 화염에 가해져 신속하게 화재를 진압한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 물의 분사와 동시에 음압을 형성하고 음압을 이용해 주변의 연기, 유독가스를 빨아들여 제거함으로써, 소방관의 시야 확보에 도움을 주며, 유독가스에 의한 피해를 최소화 할 수 있다. 또한, 물을 분사함과 동시에 주변의 연기, 유독가스를 흡기하여 유입된 액체 미립자계 유독가스는 물에 용해 (dissolution), 희석 (dilution)되어 제거되고, 고체 미립자계 그을음, 검댕, 초 미세먼지 등은 물리 흡착 (physical adsorption) 되며, 나머지 질소 (N2) 가스는 물에 혼합된 상태로 화염에 분사되어 화염을 냉각 및 질식소화 시킨다. 가령, 약 78%의 질소가스(Unaffected Nitrogen)와 같은 비활성 가스가 물의 운동에너지를 얻어 화염에 가해져 신속하게 화재를 진압한다.
Description
본 발명은 화재 진압 장비의 하나인 소방용 노즐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 물을 분사함과 동시에 주변의 연기, 유독가스를 흡기하여 유독가스가 물에 용해되게 하거나 물과 혼합된 상태로 화염에 가해지게 함으로써, 소방관의 시야 확보에 도움을 주며 유독가스에 의한 피해를 최소화하고, 물만을 분사하는 것보다 효율적으로 화재를 진압할 수 있는, 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치에 관한 것이다.
화재를 진압하기 위해 사용되는 여러 가지 장비 중, 관창이라고도 하는 소방용 노즐은, 소방호스의 단부에 장착된 상태로, 소방호스를 통해 공급된 물을 화염으로 분사하는 기구이다. 소방용 노즐에는 다양한 종류가 있으며, 그 중에는, 상대적으로 단순한 구조를 갖는 직사형 노즐이나, 손잡이와 레버와 리플렉터 등이 구비되며 소방관이 주로 사용하는 피스톨형 노즐 등이 있다. 피스톨형 노즐은, 물의 분사각도나 유량 등을 조절할 수 있다.
한편, 소방관은, 화재 진압을 위해 건물로 들어설 때에 화염 및 유독가스와 마주하기 마련이다. 그런데, 화염이나 뜨거운 열기는 물을 뿌려 어느 정도 완화시킬 수 있으나, 유독가스에 대해서는 적절한 대응 조치를 취할 수 없었다. 유독가스는, 인체에 치명적인 독성을 가지며, 더욱이, 시야를 방해하므로 화재 진압을 어렵게 만든다.
이러한 화진 진압용 노즐장치와 관련된 발명의 배경이 되는 기술로서, 국내 등록특허공보 제10-1780221호 (소방관창)가 개시된 바 있다.
개시된 소방관창은, 후단에는 소방호스가 연결되는 개폐부재와, 개폐부재의 선단에 연결되는 노즐부재로 이루어진 소방 관창에 있어서, 노즐부재는 후단이 개폐부재의 선단에 체결되는 노즐과, 노즐에 대해 전후로 이동 가능하게 지지되는 커버체와, 노즐의 선단을 개폐하며 노즐에 대해 전후로 이동가능하게 지지되는 가동 스핀들과, 노즐에 대해 가동 스핀들을 후방으로 당기려는 방향으로 탄성을 가하는 후방 스프링을 포함하며, 노즐은 개폐부재에 체결되는 고정 노즐과, 고정 노즐에 대해 전후로 이동 가능하게 지지되는 가동 노즐을 포함하며, 후방 스프링은 고정 노즐과 가동 스핀들 사이에 설치되고, 가동 스핀들은 가동 노즐의 선단을 개폐하며, 고정 노즐에 대해 가동 노즐을 전방으로 미는 방향으로 탄성을 가하는 전방 스프링으로 구성된다.
그런데 상기한 종래의 소방관창은, 물의 분사 시 관창의 반동을 흡수하는 기계적 구조를 가지는 것일 뿐, 화재 시 발생하는 유독가스를 제거하는 것과 관련된 기술을 제안하고 있지 않다.
물의 분사와 더불어 연기, 유독가스를 제거하기 위한 구조의 노즐장치가, 화재를 진압하는 소방관의 시야 확보 및 인명구조, 작업효율과 소방관 개인의 건강을 위하여 요구되고 있는 실정이다.요구되고 있는 것이다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 물의 분사와 동시에 주변의 연기, 유독가스를 빨아들여 제거함으로써, 시야를 확보하여 신속한 현장 진입에 큰 도움을 주며, 연기, 유독가스가 시야를 가려 소방관들에게 발생하는 각종 사고에 의한 부상 등 위험을 사전에 제거할 수 있으며, 신속히 진입하여 보다 신속히 화재를 진압하고, 인명구조 할 수 있도록 하는, 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐 장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치는, 소방호스로부터 공급되는 물을 받아들여, 내부통로를 통해 전방으로 분사하는 것으로서, 내부통로를 외부로 개방하는 다수의 흡기구멍을 구비한 분사헤드와; 분사헤드에 내장되고, 물이 분사됨에 의해 발생하는 벤투리효과에 의해, 흡기구멍을 통해 분사헤드 내부로 유입하는 유입 가스를 가이드 하여 물과 혼합되게 하는 가스도입가이더를 구비한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치는, 호스연결부를 통해 소방호스의 단부와 결합하고, 물을 받아들여 통과시키는 연결바디와; 연결바디의 전방에 고정되며 수나사부를 제공하는 중공형 슬라이더관과; 슬라이더관의 수나사부에 나사 결합하며 회전운동을 통해 전후진하고, 다수의 흡기구멍을 구비한 분사헤드와; 일단부가 연결바디의 내부에 고정되고, 슬라이더관을 통과하여 분사헤드 내부로 연장된 샤프트와; 샤프트의 연장단부에 고정되며 분사헤드의 내측에 위치한 상태로 분출하는 물과 충돌하는 것으로서, 분사헤드의 전후진에 따라 분사되는 물의 퍼짐 각도가 조절되게 하는 디플렉터와; 분사헤드의 내부에 설치되고, 분사헤드를 통해 물이 분사됨에 의해 발생하는 벤투리효과에 따른 음압에 의해, 외부 가스가 흡기구멍을 통해 분사헤드 내부로 유입할 때, 가스의 흐름을 가이드 하여, 물이 가스와 혼합되게 하는 가스유도수단을 구비한다.
또한, 상기 흡기구멍은, 분사헤드의 원주방향을 따라 등간격을 이루고, 가스유도수단은; 물을 통과시키는 중공형 부재로서, 분사헤드의 내부에 고정되는 고정부와, 고정부에 일체를 이루고 흡기구멍을 커버하되, 흡기구멍을 통해 유입하는 가스를 그 외주면으로 가이드 하여 물의 유동장으로 안내하는 가스유도부를 갖는다.
아울러, 상기 흡기구멍은, 분사헤드의 원주방향을 따라 등각 배치되고, 가스유도수단은; 물을 통과시키는 중공형 부재로서, 슬라이딩관에 고정되며 흡기구멍을 커버하되, 흡기구멍을 통해 유입하는 가스를 그 외주면으로 가이드하여 물의 유동장으로 보내는 가스도입가이더를 갖는다.
또한, 상기 연결바디의 내부로 계면활성제를 주입하여, 물이 계면활성제 및 가스와 혼합되어 거품화 된 상태로 분출되게 하는 계면활성제 공급수단이 더 구비되고, 약품 픽업식 거품 관창용으로 겸용할 수 있다.
그리고, 상기 연결바디에는, 사용자가 파지하는 손잡이가 더 구비되고, 공급라인은; 일단부가 연결바디의 내부로 노출되고, 타단부는 호스연결부를 통해 손잡이 외부로 개방된 내부호스와, 호스연결부에 분리 가능 하도록 결합하고, 계면활성제를 내부 호스로 유도하는 공급호스를 가지며, 약품 픽업식 거품 관창용을 겸용할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치는, 길이 방향으로 연장되며, 해머로 타격되는 타격부 및 소방호스와 결합하는 호스연결부를 구비한 중공 파이프형 연결 바디와; 연결바디의 선단부에 고정되고 다수의 흡기구멍이 형성되어 있는 타공 케이싱, 타공 케이싱에 고정되며 타공 케이싱의 내부공간을 통과한 물을 분출하는 분사구를 가지고 타격부를 타격할 때 전방의 대상물을 뚫고 들어가는 피어싱 팁을 구비한 분사헤드와; 타공케이싱의 내부에 수용되며, 물의 분사 시 발생하는 벤투리효과에 따라 흡기구멍을 통해 유입하는 가스의 흐름을 가이드하여 가스가 물에 혼합되게 하는 가스도입가이더를 포함한다.
또한, 상기 가스도입가이더는, 연결바디의 단부에 고정되며, 타공케이싱의 내주면에 대해 일정간격으로 이격된 상태로 흡기구멍을 커버하는 중공파이프의 형상을 취한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치는, 물의 분사와 동시에 음압을 형성하고 음압을 이용해 주변의 연기, 유독가스를 빨아들여 제거함으로써, 소방관의 시야 확보에 도움을 주며, 유독가스에 의한 피해를 최소화 할 수 있다.
또한, 연기, 유독가스 내의 78%의 질소가스(Unaffected Nitrogen)와 같은 비활성 가스 물에 혼합된 상태로 분사되므로, 물만을 분사하는 것보다 효과적으로 화재를 진압할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치의 사시도이다.
도 3 내지 도 6은 도 1에 도시한 노즐장치의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐장치의 변형 예를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 A부분을 별도로 확대하여 도시한 사시도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐장치의 직방사 관창(소화전용)을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 피어싱 노즐장치의 사시도이다.
도 14 및 도 14b는 도 13에 도시한 피어싱 노즐장치의 분사헤드 부분을 따로 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 도 1에 도시한 노즐장치의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐장치의 변형 예를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 A부분을 별도로 확대하여 도시한 사시도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐장치의 직방사 관창(소화전용)을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 피어싱 노즐장치의 사시도이다.
도 14 및 도 14b는 도 13에 도시한 피어싱 노즐장치의 분사헤드 부분을 따로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 소방용 노즐장치는, 화염을 향해 물을 분사함과 동시에 주변의 연기, 유독가스를 흡기하여, 연기, 유독가스가 물에 용해되게 하거나 물과 혼합된 상태로 화염에 가해지게 함으로써, 소방관의 시야 확보에 도움을 주며, 연기, 유독가스에 의한 피해를 최소화하고, 물만을 분사하는 것보다 효율적으로 화재를 진압할 수 있는 것이다. 물을 이용해 화염을 진압함과 아울러 연기, 유독가스를 제거하는 두 가지 임무를 동시에 수행하는 것이다.
이러한 본 발명은, 분사헤드를 통해 물이 분사되는 동안 분사헤드 내부의 압력이 벤투리효과에 의해 낮아진다는 사실과, 연기, 유독 가스의 대부분이 수용성으로 물에 용해되어 제거된다는 사실과, 연기, 유독가스에는 산소는 미미하나 약 78% 이상의 질소가스(Unaffected Nitrogen)와 같은 비활성 가스로 구성되어 물에는 녹지 않지만, 화염을 질식시킨다는 사실에 기초한 것이다.
본 발명은, 상기한 벤투리 현상을 이용하기 위하여, 분사헤드에 가스 흡기구멍을 형성한다. 흡기구멍을 형성함으로써, 주변 연기, 유독가스의 흡기가 이루어지고, 흡기가 이루어져야 가스의 용해 제거가 가능하며, 질소가스를 화염에 가할 수 있기 때문이다. 이에 대한 설명은 자세하게 후술된다.
본 발명의 노즐장치는, 소방호스로부터 공급되는 물을 받아들여, 내부통로를 통해 전방으로 분사하는 것으로서, 내부통로를 외부로 개방하는 다수의 흡기구멍을 구비한 분사헤드와; 분사헤드에 내장되고, 물이 분사됨에 의해 발생하는 벤투리현상에 의해, 흡기구멍을 통해 분사헤드 내부로 유입하는 가스의 흐름을 가이드 하여 물과 혼합되게 하는 가스도입가이더의 기본 구성을 갖는다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치(10)의 사시도이고, 도 3 내지 도 6a 및 도 6b는 도 1에 도시한 노즐장치의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치(10)는, 연결바디(11), 슬라이더관(19), 분사헤드(40), 샤프트(24), 디플렉터(25), 직사유도날개(23), 가스유도수단을 포함한다.
연결바디(11)는 소방호스와 연결되는 것으로서, 후미에 호스연결부(17)를 갖는다. 호스연결부(17)에 소방호스의 단부가 착탈 가능하게 결합되는 것이다. 소방호스를 통해 공급된 물은 연결바디(11)를 통과하여, 슬라이더관(19), 가스유도수단, 분사헤드(40)를 차례로 통과해 전방으로 분사된다.
연결바디(11)의 상하부에는 레버(15)와 손잡이(13)가 설치된다. 레버(15)는 연결바디(11)에 내장된 볼밸브(미도시)를 개방하거나 차단하는 역할을 한다. 레버(15)를 통해 물을 분사하거나 분사를 멈출 수 있다. 손잡이(13)는 사용자가 손으로 파지하는 부분이다. 또한, 연결바디(11)의 선단부에는 나사산부(11a)가 마련되어 있다. 나사산부(11a)는 슬라이더관(19)이 결합하는 부분이다.
슬라이더관(19)은 나사산부(11a)에 결합되는 원통형 부재로서 단부에 수나사부(19a)를 갖는다. 수나사부(19a)는 후술할 슬라이더관연결부(44)에 나사 결합한다. 슬라이더관연결부(44)는 슬라이더관(19)에 지지된 상태로 양방향 회전이 가능하다. 양방향 회전함에 따라 분사헤드(40)가 전진하거나 후진한다.
아울러, 연결바디(11) 및 슬라이더관(19)의 내측에는 직사유도날개(23)와 샤프트(24)가 구비된다. 직사유도날개(23)는 분사헤드(40)를 향하는 물의 스트림라인을 직선화시키는 가이드 벽이다. 또한 샤프트(24)는 슬라이더관(19)의 중심축부에 고정되며 전방으로 연장된 환봉형 부재로서, 연장단부에 디플렉터(25)를 갖는다. 디플렉터(25)를 고정하는 역할을 하는 것이다. 디플렉터(25)는 샤프트의 연장단부에 고정되고, 분사헤드를 통과해 분출하는 물과 충돌하는 원판형 부재이다.
상기한 연결바디(11), 슬라이더관(19), 샤프트(24), 디플렉터(25), 직사유도날개(23)의 구성은 일반적인 소방용 노즐과 같으므로 더 이상의 설명은 생략한다.
한편, 분사헤드(40)는, 슬라이더관(19)의 수나사부(19a)에 나사 결합한 상태로, 사용자에 의해 좌우 방향으로 회전운동이 가능하다. 사용자가 분사헤드(40)를 시계방향이나 반시계방향으로 회전시킬 수 있는 것이다. 분사헤드(40)를 회전시킴에 따라 분사헤드(40)가 전진하거나 후퇴함은 물론이다.
디플렉터(25)는 샤프트(24)에 고정된 상태를 유지하고 있으므로, 분사헤드(40)를 전방이나 후방으로 이동시키면, 디플렉터(25)의 외주 모서리부에 대한, 헤드의 내주면(41e)의 최소 간격에 변화가 생기고, 그에 따라 분사되는 물의 퍼짐각도가 달라진다.
분사헤드(40)는, 상류측에서 공급된 물을 받아 전방으로 분출시키는 것으로서 측방향으로 개방된 다수의 흡기구멍(41c)을 갖는다. 흡기구멍(41c)은 분사헤드(40)의 원주방향을 따라 일정간격을 이루는 관통구멍으로서, 분사헤드(40)의 내부 공간을 외부로 개방한다. 분사헤드(40)를 통과하는 물은, 흡기구멍(41c)을 통해 외부로 빠져나가지 않는다. 그 이유는 흡기구멍(41c)이 후술할 가스유도부(21b)에 의해 어느 정도 커버되어 있고, 또한 분사헤드(40)의 분사구(41a)에 벤투리효과에 의한 음압이 형성되기 때문이다. 음압이 형성되면, 당연히, 외부의 가스가 흡기구멍(41c)을 통해 분사구(41a) 내측으로 빨려 들어온다.
분사헤드(40)의 후미에는 결합부(43)와 슬라이더관연결부(44)가 차례로 고정된다. 결합부(43)는 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 링형 부재로서, 가스도입가이더(21)의 고정부(21a)와 나사 결합한다. 고정부(21a)를 결합부(43)에 결합시킴으로써, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 분사헤드(40) 내부에 가스도입가이더(21)가 고정된 상태를 유지한다.
슬라이더관연결부(44)는 암나사구(44a)를 제공하는 링형 부재로서 결합부(43)의 후방에 고정된다. 암나사구(44a)에는 수나사부(19a)가 나사 결합한다. 위에 설명한 바와 같이, 슬라이더관연결부(44)와 수나사부(19a)를 연결함으로써, 분사헤드(40)를 좌우로 회전시켜 물줄기의 퍼짐 각도를 조절할 수 있다.
본 실시예에서는 가스유도수단으로서 가스도입가이더(21)가 사용된다. 가스도입가이더(21)는, 분사헤드(40)의 내부에 고정되는 일정직경의 원통형 부재로서, 고정부(21a)와 가스유도부(21b)를 갖는다. 고정부(21a)는 외주면에 수나사산이 형성되어 있는 부분으로서 결합부(43)에 나사 결합한다.
또한 가스유도부(21b)는 흡기구멍(41c)을 커버하는 부분이다. 가스유도부(21b)는 분사헤드(40)의 내주면(41e)에 대해 밀착하는 것이 아니라 일정간격으로 이격되어 가스유동통로(41d)를 형성한다. 가스유동통로(41d)는 흡기구멍(41c)을 통해 빨려 들어온 유독가스가 통과하는 통로이다. 유독가스는 가스유동통로(41d)를 통과한 후, 가스도입가이더(21)를 통과한 물과 만나 혼합된다.
한편, 분사헤드(40) 내부의 음압 형성은 벤투리효과에 의한 것이다. 즉, 가스도입가이더(21)를 통과하는 물의 유동단면적에 비해, 디플렉터(25)의 주변을 통과하는 물의 유동단면적이 작기 때문이다. 알려진 바와 같이, 동일한 유량의 흐름에 있어서 유체의 유동단면적이 작으면 유속이 증가하고 유속이 증가하면 압력이 낮아진다.
본 실시예의 경우, 디플렉터(25) 주변의 유동단면적이, 가스도입가이더의 유동단면적 보다 현저히 작으므로, 분사헤드(40) 내부의 압력이 낮아질 수밖에 없다. 따라서, 분사헤드(40) 외부의 유독가스가, 흡기구멍(41c)을 통과하여 가스유동통로(41d)를 거쳐 분사헤드(40) 내부에서 (가스유도부(21b)로부터 분출되는) 물과 혼합(Mixing)되게 된다.
분사헤드(40)의 내부로 유입한 여러 가지 연기, 유독가스 중, 유입된 액체 미립자계 유독가스는 물에 용해 (dissolution), 희석 (dilution) 되어 제거되고, 고체 미립자계 그을음, 검댕, 초미세먼지 등은 물리 흡착 (physical adsorption) 되어 같이 분사되며, 나머지 질소(N2) 가스는 물에 혼합된 상태로 화염에 분사되어 화염을 냉각 및 질식소화 시킨다. 약 78%의 질소가스(Unaffected Nitrogen)와 같은 비활성 가스가 물의 운동에너지를 얻어 화염에 가해지는 것이다. 이는, 물만을 분사하는 것보다 더욱 신속한 진화를 가능케 한다. 별도의 부가 장치 없이도 화재를 신속 진압할 수 있다는 것은 큰 의미를 갖는 것이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐장치(10)의 변형 예를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 A부분을 별도로 확대하여 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 소방용 노즐장치(10)에 계면활성제 공급수단이 추가될 수 있음을 알 수 있다. 계면활성제 공급수단은, 연결바디(11) 내부로 계면활성제를 주입하는 장치이다. 연결바디(11)로 계면활성제를 주입함에 따라, 물이 계면활성제 및 유독가스와 혼합되어 거품화된 상태로, 화염을 향해 분사될 수 있다.
유류, 가스 화재 시 포소화약제(Foam) 수용액에 공기를 혼합하여 발생한 폼(Foam)을 화기물에 발포하여 주로 위험물 저장소, 옥외 유류 탱크, 액화가스 저장소, 항공기 격납고, 화학공장 등의 화재 진압에 효율적으로 사용될 수 있음은 잘 알려진 사실이다.
계면활성제 공급수단은, 계면활성제탱크(51), 공급 라인으로 이루어진다. 계면활성제 탱크(51)는 계면활성제가 수용된 용기이다. 계면활성제 탱크(51)는 소방차에 탑재할 수 있으며, 약품을 전용 용기로 휴대할 수 있다.
공급 라인은, 계면활성제를 연결바디(11) 내부로 유도하는 것으로서, 이젝터 원리로 빠른 유속 쪽으로 흡입되어 계면활성제 탱크(51) 내 계면활성제를 공급호스(55)와 내부호스(56)를 통하여 연결바디(11) 내부로 이송시킨다.
내부호스(56)는, 손잡이(13)에 내장되는 튜브로서, 일단부가 연결 바디(11)의 내부로 노출되고, 타단부는 호스연결부(13b)를 통해 손잡이 하단부 외측으로 개방된다. 호스연결부(13b)는 외주면에 수나사산이 형성되어 있는 부속으로서, 도 8에 도시한 바와 같이, 공급 호스(55)의 고정너트(55a)나 캡(57)과 결합 가능하다.
호스연결부(13b)에 고정너트(55a)를 연결하면 공급호스(55)와 내부호스(56)가 연통 결합한다. 또한 호스연결부(13b)로부터 고정너트(55a)를 빼내고 그 자리에 캡(57)을 고정하면 내부호스(56)가 밀폐된다. 내부호스를 사용하지 않을 때에는 캡(57)을 고정하여, 내부호스(56)로 이물질이 들어가는 것을 막아야 한다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐장치의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다. 도시한 타입의 노즐장치는, 직방사관창으로서 주로 건물의 소화전 내부에 비치되는 소형 노즐이다.
이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.
도시한 바와 같이, 변형 예에 따른 노즐장치(10)는 연결바디(11), 슬라이더관(19), 가스도입가이더(21), 분사헤드(40)로 이루어진다. 도 9에 도시한 타입의 노즐장치(10)는, 보다 간단한 구조를 가지는 것으로서, 위에 설명한 손잡이와 레버가 생략되어 있다.
연결바디(11)는 호스연결부(17)를 통해 소방호스와 결합하여 물을 받아들여 통과시킨다. 또한 슬라이더관(19)은 연결바디(11)에 고정되며 수나사부(19a)를 통해 분사헤드(40)를 회전 가능하게 지지한다.
가스도입가이더(21)는 단순한 중공파이프의 형상을 취하며 슬라이더관(19)의 수나사부(19a)에 고정된다. 가스도입가이더(21)는, 내부로는 물을 통과시키고, 외부로는 가스유동통로(41d)를 제공한다. 즉, 흡기구멍을 통해 유입하는 가스를 그 외주면으로 가이드 하여, 디플렉터(25) 측으로 보내는 것이다. 흡기구멍(41c)으로 유입한 유독가스는 가스유동통로(41d)를 통과한 후 물과 혼합되면서 전방으로 분출된다. 외부의 유독가스가 분사헤드(40)의 내부로 유입하는 원리는 위에 설명한 벤투리효과에 따른 것이다. 도 9 내지 도 12는 직 방사 관창으로 주로 건물의 소화전 내부에 비치된다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 노즐장치의 사시도이고, 도 14는 도 13에 도시한 노즐장치의 분사헤드 부분을 따로 도시한 피어싱 노즐(Fire piercing nozzle) 도면이다.
제2실시예에 따른 노즐장치(10)는, 피어싱 기능을 갖는, 이를테면 피어싱 노즐이다. 알려진 바와 같이, 피어싱 노즐은, 차단된 공간의 내부에 화재가 발생한 경우, 방화문이나 벽을 뚫고 공간 내에 소방용수를 분사하는 기능을 갖는다.
제2실시예에 따른 노즐장치(10)는, 연결바디(11), 분사헤드(40), 가스도입가이더(21)를 포함한다.
연결바디(11)는 길이방향으로 연장된 직선형 중공파이프로서, 타격부(61)와 호스연결부(17)를 갖는다.
타격부(61)는 해머로 타격하는 부분이다. 노즐장치(10)의 선단부, 즉 분사헤드(40) 부분을 벽에 위치시킨 후 타격부(61)를 타격하면, 마치 못이 박히듯이, 노즐장치(10)가 벽을 뚫고 들어간다. 또한, 호스연결부(17)는 소방호스가 연결되는 부분이다. 분사헤드(40)를 화재 공간으로 침투시킨 후, 호스연결부(17)에 소방호스를 연결하여 물을 공급하면, 화재 공간 내에 물이 뿌려진다.
한편, 분사헤드(40)는, 타공케이싱(41)과 피어싱팁(63)으로 이루어진다. 타공케이싱(41)은 연결바디(11)의 내경보다 큰 내경을 갖는 원통형 부재로서 둘레에 다수의 흡기구멍(41c)을 갖는다. 흡기구멍(41c)은 주변의 유독가스가 유입하는 통로이다.
피어싱팁(63)은 타공케이싱(41)에 고정된 부재로서 선단부가 뾰족한 형상을 취한다. 아울러 피어싱팁(63)에는 다수의 분사구(63a)가 마련되어 있다. 분사구(63a)를 연결바디(11)와 가스도입가이더(21)를 통과한 물이 분사되는 구멍이다. 당연히, 분사구(63a)의 총 유동단면적은, 가스도입가이더(21)의 유동단면적에 비해 상대적으로 작다. 가스도입가이더(21)를 통과한 물은 분사구(63a)를 통과하며 가속된다. 분사구(63a) 주변의 압력이 강하하여, 벤투리 현상이 발생하는 것이다.
가스도입가이더(21)는, 연결바디(11)의 단부에 고정되는 일정직경의 중공파이프이다. 가스도입가이더(21)의 내경은 연결바디(11)의 내경과 같다. 가스도입가이더(21)는, 타공케이싱(41)의 내주면에 대해 일정간격으로 이격된 상태로 흡기구멍(41c)을 커버한다. 아울러, 가스도입가이더(21)의 외주면은 타공케이싱 내주면과의 사이에 가스유동통로(41d)를 제공한다.
결국, 분사헤드(40) 주변의 유독가스는, 물의 분사 시, 분사구(63a) 주위에서 발생하는 벤투리효과에 의해, 흡기구멍(41c)과 가스유동통로(41d)을 통과 후 피어싱팁(63) 내부에서 물과 혼합되면서 방출된다.
결국, 상기와 같이 구성되는 제1,2실시예에 따른 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치(10)는, 물을 분사함과 동시에 주변의 연기, 유독가스를 흡기하여 유입된 액체 미립자계 유독가스는 물에 용해 (dissolution), 희석 (dilution)되어 제거되고, 고체 미립자계 그을음, 검댕, 초 미세먼지 등은 물리 흡착 (physical adsorption) 되며, 나머지 질소 (N2) 가스는 물에 혼합된 상태로 화염에 분사되어 화염을 냉각 및 질식소화 시킨다. 가령, 약 78%의 질소가스(Unaffected Nitrogen)와 같은 비활성 가스가 물의 운동에너지를 얻어 화염에 가해지는 것이다.
이는, 소방관의 시야를 확보해 줌은 물론 유독가스에 의한 피해를 최소화하고, 물만을 분사하는 것보다 효율적으로 화재를 진압할 수 있는 것이다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10:노즐장치 11:연결바디 11a:나사산부
13:손잡이 13b:호스연결부 15:레버
17:호스연결부 19:슬라이더관 19a:수나사부
21:가스도입가이더 21a:고정부 21b:가스유도부
23:직사유도날개 24:샤프트 25:디플렉터
40:분사헤드 41:타공케이싱 41a:분사구
41c:흡기구멍 41d:가스유동통로 41e:헤드내주면
43:결합부 44:슬라이더관연결부 44a:암나사구
51:계면활성제탱크 53:펌프 55:공급호스
55a:고정너트 56:내부호스 57:캡
61:타격부 63:피어싱팁 63a:분사구
13:손잡이 13b:호스연결부 15:레버
17:호스연결부 19:슬라이더관 19a:수나사부
21:가스도입가이더 21a:고정부 21b:가스유도부
23:직사유도날개 24:샤프트 25:디플렉터
40:분사헤드 41:타공케이싱 41a:분사구
41c:흡기구멍 41d:가스유동통로 41e:헤드내주면
43:결합부 44:슬라이더관연결부 44a:암나사구
51:계면활성제탱크 53:펌프 55:공급호스
55a:고정너트 56:내부호스 57:캡
61:타격부 63:피어싱팁 63a:분사구
Claims (8)
- 소방호스로부터 공급되는 물을 받아들여, 내부통로를 통해 전방으로 분사하는 것으로서, 내부통로를 외부로 개방하는 다수의 흡기구멍을 구비한 분사헤드와;
분사헤드에 내장되고, 물이 분사됨에 의해 발생하는 벤투리효과에 의해, 흡기구멍을 통해 분사헤드 내부로 유입하는 유입 가스를 가이드 하여 물과 혼합되게 하는 가스도입가이더를 구비하는,
연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치. - 호스연결부를 통해 소방호스의 단부와 결합하고, 물을 받아들여 통과시키는 연결바디와;
연결바디의 전방에 고정되며 수나사부를 제공하는 중공형 슬라이더관과;
슬라이더관의 수나사부에 나사 결합하며 회전운동을 통해 전후진하고, 다수의 흡기구멍을 구비한 분사헤드와;
일단부가 연결바디의 내부에 고정되고, 슬라이더관을 통과하여 분사헤드 내부로 연장된 샤프트와;
샤프트의 연장단부에 고정되며 분사헤드의 내측에 위치한 상태로 분출하는 물과 충돌하는 것으로서, 분사헤드의 전후진에 따라 분사되는 물의 퍼짐 각도가 조절되게 하는 디플렉터와;
분사헤드의 내부에 설치되고, 분사헤드를 통해 물이 분사됨에 의해 발생하는 벤투리효과에 따른 음압에 의해, 외부 가스가 흡기구멍을 통해 분사헤드 내부로 유입할 때, 가스의 흐름을 가이드 하여, 물이 가스와 혼합되게 하는 가스유도수단을 구비한,
연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치. - 제2항에 있어서,
상기 흡기구멍은, 분사헤드의 원주방향을 따라 등간격을 이루고,
가스유도수단은;
물을 통과시키는 중공형 부재로서, 분사헤드의 내부에 고정되는 고정부와, 고정부에 일체를 이루고 흡기구멍을 커버하되, 흡기구멍을 통해 유입하는 가스를 그 외주면으로 가이드 하여 물의 유동장으로 안내하는 가스유도부를 갖는,
연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치. - 제2항에 있어서,
상기 흡기구멍은, 분사헤드의 원주방향을 따라 등각 배치되고,
가스유도수단은;
물을 통과시키는 중공형 부재로서, 슬라이딩관에 고정되며 흡기구멍을 커버하되, 흡기구멍을 통해 유입하는 가스를 그 외주면으로 가이드하여 물의 유동장으로 보내는 가스도입가이더를 갖는,
연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치. - 제2항에 있어서,
상기 연결바디의 내부로 계면활성제를 주입하여, 물이 계면활성제 및 가스와 혼합되어 거품화 된 상태로 분출되게 하는 계면활성제 공급수단이 더 구비되고, 약품 픽업식 거품 관창용으로 겸용할 수 있는,
연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치. - 제5항에 있어서,
상기 연결바디에는, 사용자가 파지하는 손잡이가 더 구비되고,
공급라인은;
일단부가 연결바디의 내부로 노출되고, 타단부는 호스연결부를 통해 손잡이 외부로 개방된 내부호스와,
호스연결부에 분리 가능 하도록 결합하고, 계면활성제를 내부 호스로 유도하는 공급호스를 가지며, 약품 픽업식 거품 관창용을 겸용할 수 있는,
연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치. - 길이 방향으로 연장되며, 해머로 타격되는 타격부 및 소방호스와 결합하는 호스연결부를 구비한 중공 파이프형 연결 바디와;
연결바디의 선단부에 고정되고 다수의 흡기구멍이 형성되어 있는 타공 케이싱, 타공 케이싱에 고정되며 타공 케이싱의 내부공간을 통과한 물을 분출하는 분사구를 가지고 타격부를 타격할 때 전방의 대상물을 뚫고 들어가는 피어싱 팁을 구비한 분사헤드와;
타공케이싱의 내부에 수용되며, 물의 분사 시 발생하는 벤투리효과에 따라 흡기구멍을 통해 유입하는 가스의 흐름을 가이드하여 가스가 물에 혼합되게 하는 가스도입가이더를 포함하는,
연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐 장치. - 제7항에 있어서,
상기 가스도입가이더는,
연결바디의 단부에 고정되며, 타공케이싱의 내주면에 대해 일정간격으로 이격된 상태로 흡기구멍을 커버하는 중공파이프의 형상을 취하는,
연기, 유독가스 흡기 제거형 소방용 노즐장치.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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